科普推文|動物源生物農藥
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什么是動物源生物農藥
動物源生物農藥是指直接利用動物體或其代謝產物來防治農業有害生物的生物制劑。它們不像化學農藥那樣直接毒殺,而是利用自然界中相生相克的原理,起到防治的效果,環境兼容性好的同時還具有極高的特異性。
圖1
利用病毒及其等代謝產物制作殺蟲劑示意圖
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動物源生物農藥的分類
根據作用方式,動物源生物農藥主要分為三大類:(1)通過信息素擾亂害蟲的求偶交配;(2)利用天敵直接捕食或寄生;(3)提取動物體內的天然產物精準打擊。
2.1
信息素
信息素是目前應用最成熟、最廣泛的一類,它們是擾亂害蟲視聽的“情報戰專家”。
科學家們從雌性害蟲體內提取并人工合成其性信息素,制作成誘芯,放置在誘捕器中,就像在田間釋放了一個充滿魅力的“信號”,能遠遠地就把雄性害蟲吸引過來,并將其捕獲,從而阻止它們交配產卵,從源頭切斷害蟲的繁殖鏈。
這種方法專一性強,只針對目標害蟲,對蜜蜂、授粉昆蟲等益蟲和人類完全無害。
·應用示例:梨小食心蟲性誘劑、斜紋夜蛾性誘劑等已成為果園和菜園里的常見裝備。
圖2
盛放信息素的害蟲誘捕器示意圖
2.2
利用天敵昆蟲
這就是我們常說的“以蟲治蟲”。通過人工大量繁殖、釋放害蟲的天敵昆蟲,讓它們在田間建立種群,持續地對害蟲進行捕食或寄生。
· 捕食性天敵:如瓢蟲(捕食蚜蟲)、捕食螨(捕食紅蜘蛛)、草蛉(捕食多種小蟲)。
· 寄生性天敵:如赤眼蜂(將卵產在玉米螟、稻縱卷葉螟等害蟲的卵內,“鳩占鵲巢”)。
圖3
“以蟲治蟲”示例——七星瓢蟲捕食蚜蟲
2.3
提取天然產物
一些動物在進化中產生了用于防御或捕獵的特殊物質,對昆蟲有獨特的活性。提取之后,就是很好的動物源生物農藥原料。
· 昆蟲源:從蠶、蜜蜂等體內提取的抗菌肽,具有廣譜的抗菌、抗病毒活性,可用于防治作物病害。
· 蛛源、蛇源、蝎源:蜘蛛、蝎子的毒液中含有大量作用于神經系統的多肽毒素。科學家正試圖解析這些毒素的分子結構,并利用生物技術手段生產,以期開發出高度特異、綠色安全的新型殺蟲劑。
圖4
不同來源的動物源生物農藥分類圖
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動物源農藥的優勢與挑戰
動物源農藥由于其“取自天然”“相生相克”的特點,有了高度綠色環保,靶標特異性強,且不易產生抗藥性的優勢; 同時因為“相生相克”對作用時間與相關環境有一定要求,也因此面臨著不小的挑戰。
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結語
動物源生物農藥,這支來自自然界的“奇兵”,為我們守護作物健康、保障糧食安全提供了更多綠色、可持續的選擇。
未來,我們可能不再需要大規模飼養蜘蛛來獲取毒素。利用合成生物學技術,我們可以將編碼這些高效毒素的基因,導入到如酵母菌、大腸桿菌等微生物中,讓這些微生物成為“生物工廠”,大規模、低成本地生產我們所需的活性物質。這將徹底解決資源來源問題,讓動物源生物農藥真正走向大規模應用。
動物源生物農藥或許不是萬能的,但在生態農業、綠色農業的未來圖景中,必然是不可或缺的關鍵一環。
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